JP2022054949A - エンジニアリングツール - Google Patents

Abstract

【課題】制御プログラムをエクスポート／インポートする際の作業性を向上させるエンジニアリングツールを提供する。【解決手段】エンジニアリングツール２１は、記憶装置と、データベース部２０４と、エクスポート部２０１とを備える。記憶装置は、制御プログラムを構成する複数の構成要素を格納するユーザライブラリを記憶する。データベース部２０４は、複数の構成要素間の関係を示すデータベースを記憶する。エクスポート部２０１は、データベースに基づき制御プログラムをユーザライブラリ単位で外部システムにエクスポートする。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、エンジニアリングツールに関する。

プラントを制御する制御システムにおいて、システムプログラマは、プラントを自動運転するための制御プログラムを作成し、試験、調整等を行った後、ユーザ（プラントの管理者等）に提供する。新規に類似の制御システムを構築する場合には、元となる制御システムから制御プログラムをエクスポートし、新規に構築する制御システムにインポートすることにより、制御プログラムを流用できる。

特開２０１９－１４４６６６号公報

上記のような制御プログラムのエクスポート／インポートを制御プログラム単位で行うと、設定作業等が煩雑となり、作業性が低くなる場合がある。

実施形態のエンジニアリングツールは、記憶装置と、データベース部と、エクスポート部とを備える。記憶装置は、制御プログラムを構成する複数の構成要素を格納するユーザライブラリを記憶する。データベース部は、複数の構成要素間の関係を示すデータベースを記憶する。エクスポート部は、データベースに基づき制御プログラムをユーザライブラリ単位で外部システムにエクスポートする。

図１は、実施形態にかかる制御システムの構成の一例を示す図である。 図２は、実施形態にかかる制御プログラムの構成の一例を示す図である。 図３は、実施形態にかかる制御システムが保有するデータのフォルダ構造の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係るエンジニアリングツールの機能構成の一例を示す図である。 図５は、実施形態にかかるライブラリＤＢの一例を示す図である。 図６は、実施形態にかかるデータ型ＤＢの一例を示す図である。 図７は、実施形態にかかるデータ型メンバＤＢの一例を示す図である。 図８は、実施形態にかかるプログラムコードＤＢの一例を示す図である。 図９は、実施形態にかかる変数ＤＢの一例を示す図である。 図１０は、実施形態にかかるライブラリＤＢ、データ型ＤＢ、データ型メンバＤＢ、プログラムコードＤＢ、及び変数ＤＢの連携の一例を示す図である。 図１１は、実施形態にかかるセキュリティ情報の設定画面の一例を示す図である。 図１２は、実施形態にかかるエクスポート処理の一例を示すフローチャートである。 図１３は、実施形態においてエクスポートの対象となるユーザライブラリを選択する際の操作画面の一例を示す図である。 図１４は、実施形態においてエクスポート先のフォルダを指定する際の操作画面の一例を示す図である。 図１５は、実施形態にかかるインポート処理の一例を示す図である。 図１６は、実施形態においてインポート先のフォルダを指定する際の操作画面の一例を示す図である。 図１７は、実施形態においてインポートの対象となるユーザライブラリを選択する際の操作画面の一例を示す図である。 図１８は、実施形態にかかるインポート処理時におけるデータベースの更新の一例を示す図である。

以下、添付の図面を用いて、実施形態にかかるエンジニアリングツールを適用した制御システムについて説明する。

図１は、実施形態にかかる制御システム１の構成の一例を示す図である。制御システム１は、データ管理装置１０、管理者端末１１、ユーザ端末１２、及びコントローラ１３を有する。データ管理装置１０は、システムプログラマが制御プログラムの管理に用いる情報処理装置である。管理者端末１１は、システムプログラマがエンジニアリングツール２１を用いて制御プログラムの作成、編集等に行う際に用いる情報処理装置である。ユーザ端末１２は、プラントの管理者等のユーザがエンジニアリングツール２１を用いて制御プログラムの変更等を行う際に用いる情報処理装置である。コントローラ１３は、制御プログラムに従いプラント等の制御対象機器を制御する装置である。

エンジニアリングツール２１は、制御対象機器の制御に関わる制御プログラムの作成、編集等の、制御プログラムに関わる処理を実行するツールである。管理者端末１１は、エンジニアリングツール２１を用いて作成、編集等された制御プログラムを、コントローラ１３に送信する。これにより、コントローラ１３は、管理者端末１１から受信した制御プログラムに従い制御対象機器を制御できる。

図２は、実施形態にかかる制御プログラムの構成の一例を示す図である。本実施形態にかかる制御プログラムは、プログラム（ＭＳ０００）、ファンクション・ブロック（ＵＳＥＲ＿ＦＢＫ）、ファンクション（ＵＳＥＲ＿ＦＵＮ）、ユーザデータ型（ＳＴＲ＿ＨＺＺ）等を構成要素として含む。プログラムは、ファンクション・ブロック及びファンクションを含み、ユーザデータ型と紐づけられている。ユーザデータ型は、ユーザデータ型のメンバ（ＩＮＴ＿ＡＲＹ等）を含み、変数（ＡＢＣ）と紐づけられている。変数は、ファンクションと紐づけられている。

図３は、実施形態にかかる制御システム１が保有するデータのフォルダ構造の一例を示す図である。本実施形態にかかるフォルダ構造においては、システム１０１内に１以上のライブラリ１１１が格納されている。ライブラリ１１１内には、複数のユーザライブラリ（ワーク１～ワークＸ）１２１と、複数の標準ライブラリ（１～Ｘ）１５１とが格納されている。各ユーザライブラリ１２１には、制御プログラムを構成する複数の構成要素が格納されている。本実施形態にかかるユーザライブラリ１２１には、ユーザデータ型１３１、ファンクション・ブロック１３２、ファンクション１３３、及びプログラム１３４が格納されている。各標準ライブラリ１５１には、任意のデータが格納されている。

各ユーザライブラリ１２１には、セキュリティ情報が設定されている。セキュリティ情報は、ユーザライブラリ１２１にアクセスする際に必要となる認証情報、アクセスレベル（権限）等である。セキュリティ情報は、管理者毎及びメンバ（被管理者）毎に設定されていることが好ましい。認証情報は、例えば、ユーザ名（ＩＤ）とパスワードとの組み合わせ等である。アクセスレベルは、例えば、管理者やメンバの役職等に応じて与えられる権限等を示す情報であり、例えば、「利用可能」、「閲覧可能」、「編集可能」等である。なお、標準ライブラリ１５１にセキュリティ情報が設定されてもよい。また、標準ライブラリ１２２のアクセスレベルは、全員がアクセス可能となるように「利用可能」に固定されていてもよい。

上記のようなフォルダ構造を有するデータの格納場所は、特に限定されるものではなく、所定のセキュリティが確保された記憶領域を備えた記憶装置であればよい。例えば、当該データの格納場所は、データ管理装置１０が備える記憶装置であってもよいし、管理者端末１１が備える記憶装置であってもよいし、ユーザ端末１２が備える記憶装置であってもよい。

図４は、実施形態に係るエンジニアリングツール２１の機能構成の一例を示す図である。エンジニアリングツール２１は、上記のような制御プログラムのエクスポート／インポートを可能にするツールである。エンジニアリングツール２１は、管理者端末１１又はユーザ端末１２のハードウェア及びソフトウェアの協働により実現される。ここでいうハードウェアとは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等である。また、ここでいうソフトウェアとは、例えば、ＲＯＭや補助記憶装置に記憶されたプログラム、ファームウェア等である。また、エンジニアリングツール２１は、管理者端末１１又はユーザ端末１２に備えられた表示装置３１、キーボード３２、マウス３３等のユーザインターフェースと連携し、制御プログラムに関わる各種処理を実現する。

エンジニアリングツール２１は、エクスポート部２０１、インポート部２０２、設定部２０３、及びデータベース部２０４を有する。

エクスポート部２０１は、制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位で制御システム１から外部システムへエクスポートするための処理を行う。

インポート部２０２は、制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位で外部システムから制御システム１へインポートするための処理を行う。

設定部２０３は、ユーザライブラリ１２１毎にセキュリティ情報を設定するための処理を行う。

データベース部２０４は、制御プログラムを構成する複数の構成要素（本実施形態においてはユーザデータ型１３１、ファンクション・ブロック１３２、ファンクション１３３、及びプログラム１３４）間の関係を示すデータベースを記憶する。本実施形態にかかるデータベース部２０４は、ライブラリＤＢ（データベース）２１１、データ型ＤＢ２１２、データ型メンバＤＢ２１３、プログラムコードＤＢ２１４、及び変数ＤＢ２１５を記憶する。

図５は、実施形態にかかるライブラリＤＢ２１１の一例を示す図である。ライブラリＤＢ２１１は、ライブラリ（ユーザライブラリ１２１や標準ライブラリ１２２）に関する情報を集約したデータベースである。図５に例示するライブラリＤＢ２１１は、リレーション（各行に割り当てられた識別番号）と、ライブラリ名と、ライブラリ種別と、管理者のユーザ名／パスワードと、メンバのユーザ名／パスワード／アクセスレベルとの対応関係を示すテーブルである。本例においては、ユーザライブラリ１２１又は標準ライブラリ１２２と、管理者の認証情報と、メンバの認証情報と、メンバのアクセスレベルとの対応関係が示されている。

図６は、実施形態にかかるデータ型ＤＢ２１２の一例を示す図である。データ型ＤＢ２１２は、データ型（ユーザデータ型、ファンクション・ブロック、ファンクション、プログラム等）に関する情報を集約したデータベースである。図６に例示するデータ型ＤＢ２１２は、リレーションと、データ型名と、データ型と、コメントと、ライブラリとのリレーションとの対応関係を示すテーブルである。図６に示す例では、ライブラリ名が「ワーク１」であるユーザライブラリ１２１が、ユーザデータ型（ＳＴＲ＿ＨＺＺ）、ファンクション・ブロック（ＵＳＥＲ＿ＦＢＫ）、ファンクション（ＵＳＥＲ＿ＦＵＮ）、及びプログラム（ＭＳ０００）と対応していることが示されている。

図７は、実施形態にかかるデータ型メンバＤＢ２１３の一例を示す図である。データ型メンバＤＢ２１３は、データ型メンバに関する情報を集約したデータベースである。図７に例示するデータ型メンバＤＢ２１３は、リレーションと、メンバ名と、データ型と、コメントと、ユーザデータ型とのリレーションとの対応関係を示すテーブルである。図７に示す例では、図６におけるユーザデータ型がメンバ名「ＩＮＴ＿ＡＲＹ」及び「ＢＯＯＬ＿ＡＲＹ」に対応していることが示されている。

図８は、実施形態にかかるプログラムコードＤＢ２１４の一例を示す図である。プログラムコードＤＢ２１４は、プログラムコードに関する情報を集約したデータベースである。図８に例示するプログラムコードＤＢ２１４は、リレーションと、行と、列と、ファンクション・ブロック／ファンクション名と、接続状態と、変数名と、データ型とのリレーションとの対応関係を示すテーブルである。図８に示す例では、図６における「ファンクション・ブロック」が「ＩＮＰＵＴ」や「ＯＵＴＯＰＵＴ」と対応し、図６における「ファンクション」が「ＩＮＰＵＴ」や「ＵＳＥＲ＿ＦＵＮ」と対応し、図６における「プログラム」が「ＡＢＣ＿ＢＯＯＬ＿ＡＲＹ［０］」、「ＵＳＥＲ＿ＦＢＫ＿１」等と対応していることが示されている。

図９は、実施形態にかかる変数ＤＢ２１５の一例を示す図である。変数ＤＢ２１５は、変数に関する情報を集約したデータベースである。図９に例示する変数ＤＢ２１５は、リレーションと、変数名と、データ型と、データ型とのリレーションとの対応関係を示すテーブルである。図９に示す例では、図６における「ファンクション・ブロック」が「ＩＮＰＵＴ」や「ＯＵＴＯＰＵＴ」と対応し、図６における「ファンクション」が「ＩＮＰＵＴ」や「ＵＳＥＲ＿ＦＵＮ」と対応し、図６における「プログラム」が「ＡＢＣ」や「ＵＳＥＲ＿ＦＢＫ＿１」と対応していることが示されている。

エクスポート部２０１は、上記ＤＢ２１１～２１５に基づき制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位でエクスポートする。インポート部２０２は、上記２１１～２１５に基づき制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位でインポートする。

図１０は、実施形態にかかるライブラリＤＢ２１１、データ型ＤＢ２１２、データ型メンバＤＢ２１３、プログラムコードＤＢ２１４、及び変数ＤＢ２１５の連携の一例を示す図である。

図１０に示すように、「リレーション」を介して各ＤＢ２１１～２１５を対応付けることにより、制御プログラムを構成する複数の構成要素（本実施形態においてはユーザデータ型１３１、ファンクション・ブロック１３２、ファンクション１３３、及びプログラム１３４）間の関係を特定できる。このようなＤＢ２１１～２１５を参照することにより、制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位でエクスポート／インポートすることが可能となる。また、ユーザライブラリ１２１毎に設定されたセキュリティ情報をエクスポート／インポートすることが可能となる。

なお、上記ＤＢ２１１～２１５の構成は例示であり、データベース部２０４が記憶するＤＢの構成は上記に限定されるものではない。

図１１は、実施形態にかかるセキュリティ情報の設定画面の一例を示す図である。図１１には、ユーザライブラリ１２１のセキュリティ情報を設定する設定画面が例示されている。このような設定画面を介して、ユーザライブラリ１２１毎に管理者のセキュリティ情報及びメンバのセキュリティ情報を設定できる。

図１２は、実施形態にかかるエクスポート処理の一例を示すフローチャートである。エクスポートを実行しようとする際、管理者端末１１のユーザ又はユーザ端末１２のユーザ（以降、両者を区別する必要がない場合にはユーザと記載する。）は、エクスポートの対象となるユーザライブラリ１２１を選択し（Ｓ１０１）、エクスポート先のフォルダを指定する（Ｓ１０２）。

図１３は、実施形態においてエクスポートの対象となるユーザライブラリ１２１を選択する際の操作画面の一例を示す図である。図１４は、実施形態においてエクスポート先のフォルダを指定する際の操作画面の一例を示す図である。

図１３において、ファイル名「ワーク１」のユーザライブラリ１２１が選択された状態が例示されている。図１４において、フォルダ名「Ｔｅｍｐ」のフォルダがエクスポート先のフォルダとして指定され、当該Ｔｅｍｐフォルダ内に「ワーク１」（拡張子ＬＩＢ）のファイルが既に格納されている状態が例示されている。これらの操作は、表示装置３１、キーボード３２、マウス３３等のユーザインターフェースを用いて行われる。

図１２に戻り、その後、エクスポート部２０１は、エクスポート先として指定されたフォルダ内に、選択されたユーザライブラリ１２１と同名のファイルが存在するか否かを判定する（Ｓ１０３）。同名のファイルが存在する場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、エクスポート部２０１は、ユーザに対して上書きをするか否かを選択させる処理を行う（Ｓ１０４）。この処理は、表示装置３１に上書きを承諾するか否かを選択させる画面を表示させること等により行われる。上書きしないことが選択された場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、エクスポート処理は中止される。

上書きすることが選択された場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、エクスポート部２０１は、選択されたユーザライブラリ１２１のデータ（ユーザデータ型、ファンクション・ブロック、ファンクション、プログラム等）及びセキュリティ情報（認証情報、アクセスレベル等）を、指定されたフォルダへエクスポートする（Ｓ１０５）。エクスポート先として指定されたフォルダ内に選択されたユーザライブラリ１２１と同名のファイルが存在しない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０５が実行される。

上記処理により、制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位でエクスポートすることができる。

図１５は、実施形態にかかるインポート処理の一例を示す図である。インポートを実行しようとする際、ユーザは、インポート先のフォルダを指定し（Ｓ２０１）、インポートの対象となるユーザライブラリ１２１を選択する（Ｓ２０２）。

図１６は、実施形態においてインポート先のフォルダを指定する際の操作画面の一例を示す図である。図１７は、実施形態においてインポートの対象となるユーザライブラリ１２１を選択する際の操作画面の一例を示す図である。

図１６において、フォルダ名「ライブラリ」のフォルダがインポート先のフォルダとして指定された状態が例示されている。図１７において、ファイル名「ワーク１」（拡張子ＬＩＢ）のファイル（ユーザライブラリ１２１）が選択された状態が例示されている。これらの操作は、表示装置３１、キーボード３２、マウス３３等のユーザインターフェースを用いて行われる。

図１５に戻り、その後、インポート部２０２は、インポート先として指定されたフォルダ内に、選択されたファイルと同名のファイル（ライブラリ）が存在するか否かを判定する（Ｓ２０３）。同名のファイルが存在する場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、インポート部２０２は、ユーザに対して上書きをするか否かを選択させる処理を行う（Ｓ２０４）。上書きしないことが選択された場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、インポート処理は中止される。

同名のライブラリを上書きすることが選択された場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、インポート部２０２は、指定されたフォルダ内に今回インポート対象として選択されたユーザライブラリ１２１と同名のデータ型のユーザライブラリが存在するか否かを判定する（Ｓ２０５）。同名のデータ型のユーザライブラリ１２１が存在する場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、ユーザに対して同名のデータ型のユーザライブラリ１２１が存在することを通知した後（Ｓ２１１）、インポート処理は中止される。

同名のデータ型のユーザライブラリ１２１が存在しない場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）、インポート部２０２は、ユーザに対して上書きをするか否かを選択させる処理を行う（Ｓ２０６）。上書きすることが選択された場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、インポート部２０２は、指定されたフォルダ内に格納されている既存のユーザライブラリ１２１を削除し（Ｓ２０７）、インポート対象として選択されたユーザライブラリ１２１のデータ型に基づきデータベースを更新する（Ｓ２０８）。その後、インポート部２０８は、該当する全てのデータベース分の処理が終了したか否かを判定し（Ｓ２０９）、終了していない場合（Ｓ２０９：Ｎｏ）にはステップＳ２０８に戻り、終了した場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）にはインポート処理を終了する。

図１８は、実施形態にかかるインポート処理時におけるデータベースの更新の一例を示す図である。

図１８に示すように、インポートされたユーザライブラリ１２１のデータに対応する情報は、それぞれ該当するＤＢ２１１～２１５の最後尾に後置追加される。そして、変更されたリレーションは、関係するＤＢ２１１～２１５において振り直される。

上記処理により、制御プログラムをユーザライブラリ１２１単位でインポートすることができる。

以上のように、本実施形態によれば、制御プログラムをユーザライブラリ単位でエクスポート／インポートすることが可能となる。これにより、制御プログラムをエクスポート／インポートする際の作業性を向上させることができる。

なお、本実施形態のエンジニアリングツール２１の機能を実現するプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、当該プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、当該プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…制御システム、１０…データ管理装置、１１…管理者端末、１２…ユーザ端末、１３…コントローラ、２１…エンジニアリングツール、１２１…ユーザライブラリ、１３１…ユーザデータ型、１３２…ファンクション・ブロック、１３３…ファンクション、１３４…プログラム、２０１…エクスポート部、２０２…インポート部、２０３…設定部、２０４…データベース部、２１１…ライブラリＤＢ、２１２…データ型ＤＢ、２１３…データ型メンバＤＢ、２１４…プログラムコードＤＢ、２１５…変数ＤＢ

Claims (8)

1. 制御プログラムを構成する複数の構成要素を格納するユーザライブラリを記憶する記憶装置と、
   前記複数の構成要素間の関係を示すデータベースを記憶するデータベース部と、
   前記データベースに基づき前記制御プログラムを前記ユーザライブラリ単位で外部システムにエクスポートするエクスポート部と、
   を備えるエンジニアリングツール。
2. 前記ユーザライブラリ毎にセキュリティ情報を設定する設定部、
   を更に備え、
   前記エクスポート部は、更に前記セキュリティ情報を外部システムにエクスポートする、
   請求項１に記載のエンジニアリングツール。
3. 前記セキュリティ情報は、認証情報及びアクセスレベルを含む、
   請求項２に記載のエンジニアリングツール。
4. 前記複数の構成要素は、ユーザデータ型、ファンクション・ブロック、ファンクション、及びプログラムを含む、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジニアリングツール。
5. 制御プログラムを構成する複数の構成要素を格納するユーザライブラリを記憶する記憶装置と、
   前記複数の構成要素間の関係を示すデータベースを記憶するデータベース部と、
   外部システムから前記ユーザライブラリ単位でエクスポートされた前記制御プログラムを前記記憶装置にインポートし、インポートされた前記制御プログラムのデータ型に基づき前記データベースを更新するインポート部と、
   を備えるエンジニアリングツール。
6. 前記インポート部は、更に、前記ユーザライブラリ毎に設定されたセキュリティ情報を外部システムからインポートする、
   請求項５に記載のエンジニアリングツール。
7. 前記セキュリティ情報は、認証情報及びアクセスレベルを含む、
   請求項６に記載のエンジニアリングツール。
8. 前記複数の構成要素は、ユーザデータ型、ファンクション・ブロック、ファンクション、及びプログラムを含む、
   請求項５～７のいずれか１項に記載のエンジニアリングツール。

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